(准)固态(QSS)电化学储能装置(EES)的增材制造凸显了凝胶聚合物电解质(GPE)设计的重要性。通过打印在电极渗透网络中创建结合良好的电极-GPE界面可以大规模生产具有增强电化学性能的定制EES,但事实证明这非常具有挑战性。
在此,四川大学Chuanfang Zhang报道了一种多功能、通用且可扩展的方法,通过MXene在室温下引发的自由基聚合(FRP)来设计可控、无缝的电极GPE界面。重要的是,MXene降低了过硫酸盐引发剂的解离焓,并显着缩短了SO4−·加速的诱导期,从而能够在几分钟内完成FRP。
文章要点
1)形成的良好结合的电极-GPEs界面使电场和浓度场(即Zn2+)均匀化,从而抑制了枝晶的形成,这意味着锌离子混合电容器(ZHCs)具有长期循环(50,000次)、高能量密度(105.5 Wh kg−1)和功率密度(9231 W kg−1),并且变形时具有出色的稳定性。
2)聚合物电解质流变行为的关键转变(静止状态下为水性油墨,一旦被MXene触发就会变成固体)完美地确保了电极和GPE的直接全打印,并且两者之间具有良好结合的界面,为ZHC之外的全打印QSSEES开辟了巨大的可能性。
参考文献
Wentao Zhang, et al, MXene Triggered Free Radical Polymerization in Minutes toward All-Printed Zn-Ion Hybrid Capacitors and Beyond, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202413728
DOI: 10.1002/anie.202413728
https://doi.org/10.1002/anie.202413728